JP7361905B2 - Fault detection response in robot arm - Google Patents
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Description
本発明は、ロボットアームを制御すること、特に、ロボットアームの故障を検出し、それに応答することに関する。 TECHNICAL FIELD This invention relates to controlling robot arms, and more particularly to detecting and responding to failures in robot arms.
図1は、動作を実施するための典型的なロボット100を例示する。ロボット100は、基部101、ロボットアーム102、および器具103から構成される。基部101は、ロボットを支持し、それ自体が、例えば、床、天井、またはカートにしっかりと取り付けられる。ロボットアーム102は、基部と器具との間に延在する。ロボットアームは、可撓性ジョイント105が散在する剛性リンク104から構成される。それによって、ロボットアームは、関節式であり、その遠位端、したがって、ワークスペース内で器具を動かすことができる。器具は、シャフト106およびエンドエフェクタ107を含む。エンドエフェクタ107は、ロボットアームからの器具の最遠位位置に位置する。エンドエフェクタは、ロボットが行っている動作に関与する。例えば、ロボットは、車両に対する動作を実施するための車両製造プラントにおける産業用ロボットであり得る。別の例として、ロボットは、外科手術を補助または実施するための外科手術ロボットであり得る。
FIG. 1 illustrates a
ロボットアームのジョイント105の各々は、モータによって駆動される。ロボットアーム内の故障の検出に応答して、故障が評価される間、ロボットアームを定位置に保持することが望ましい場合がある。これは、ロボットアームの各モータに機械的制動を適用することによって行われることが知られている。しかしながら、各モータのドライブトレインに機械的制動を組み込むことは、ロボットアームの重量を増加させ、ロボットアーム内の空間を占有する。より軽量で、よりコンパクトな解決策が必要とされる。
Each of the
第1の態様によると、ジョイントによって第2のリンクに接続された第1のリンクであって、第2のリンクが第1のリンクに対して動くことをジョイントが可能にする、第1のリンクと、ジョイントを駆動するためのモータと、モータを制御するためのコントローラであって、コントローラは、ロボットアームの故障の検出に応答して、重力に対してジョイントの位置を維持するように、モータに制動電流を印加することによって、モータを電気的に制動するように構成されている、コントローラと、を備える、ロボットアームが提供される。 According to a first aspect, a first link connected to a second link by a joint, the first link allowing the second link to move relative to the first link. a motor for driving the joint; and a controller for controlling the motor, the controller controlling the motor to maintain a position of the joint relative to gravity in response to detection of a failure in the robot arm. A robot arm is provided, comprising a controller configured to electrically brake a motor by applying a braking current to the controller.
モータが、多相モータであり得、多相モータが、多相モータの各相に対して、モータ巻線と、モータ巻線に駆動信号を印加するためのモータ駆動回路と、モータ駆動回路に電源を接続するための負荷スイッチと、を備える。 The motor may be a polyphase motor, and the polyphase motor includes a motor winding, a motor drive circuit for applying a drive signal to the motor winding, and a motor drive circuit for each phase of the polyphase motor. A load switch for connecting a power source.
多相モータが、3つの相を備え得、コントローラが、ロボットアームの故障の検出に応答して、モータの全ての3つの相に制動電流を印加するように構成され得る。 A multiphase motor may include three phases, and a controller may be configured to apply braking current to all three phases of the motor in response to detecting a failure of the robot arm.
コントローラが、ロボットアームの故障の検出に応答して、モータの第1の対の相の間のみ、第1の対の第1の相から第1の対の第2の相まで、制動電流を印加し得る。 A controller, in response to detecting a failure in the robot arm, applies a braking current only between the first pair of phases of the motors, from the first phase of the first pair to the second phase of the first pair. can be applied.
コントローラが、直前の段落の制動電流を印加することに続いて、ロボットアームの故障を検出し続けることに応答して、モータの第2の対の相の間のみ、第2の対の第1の相から第2の対の第2の相まで、制動電流を印加し得る。 In response to the controller continuing to detect a failure of the robot arm subsequent to applying the braking current of the previous paragraph, the first phase of the second pair of motors only during the phase of the second pair of motors. A braking current may be applied from the phase of the second pair to the second phase of the second pair.
コントローラが、直前の段落の制動電流を印加することに続いて、ロボットアームの故障を検出し続けることに応答して、モータの第3の対の相の間のみ、第3の対の第1の相から第3の対の第2の相まで、制動電流を印加し得る。 In response to the controller continuing to detect a failure of the robot arm subsequent to applying the braking current of the previous paragraph, the first phase of the third pair of motors is A braking current may be applied from the phase to the second phase of the third pair.
コントローラが、直前の段落の制動電流を印加することに続いて、ロボットアームの故障を検出し続けることに応答して、モータの第1の対の相の間のみ、第1の対の第2の相から第1の対の第1の相まで、制動電流を印加し得る。 In response to the controller continuing to detect a failure of the robot arm subsequent to applying the braking current of the previous paragraph, the second phase of the first pair of motors is A braking current may be applied from the phase of the first pair to the first phase of the first pair.
コントローラが、直前の段落の制動電流を印加することに続いて、ロボットアームの故障を検出し続けることに応答して、モータの第2の対の相の間のみ、第2の対の第2の相から第2の対の第1の相まで、制動電流を印加し得る。 In response to the controller continuing to detect a failure of the robot arm following the application of the braking current of the previous paragraph, only during the second phase of the second pair of motors, the second A braking current may be applied from the phase of the second pair to the first phase of the second pair.
コントローラが、直前の段落の制動電流を印加することに続いて、ロボットアームの故障を検出し続けることに応答して、モータの第3の対の相の間のみ、第3の対の第2の相から第3の対の第1の相まで、制動電流を印加し得る。 In response to the controller continuing to detect a failure of the robot arm subsequent to applying the braking current of the previous paragraph, the second phase of the third pair of motors is A braking current may be applied from the phase to the first phase of the third pair.
故障が、電力喪失であり得、コントローラが、ロボットアームの外部の一次電源からモータに制動電流を接続することによって、電力喪失の検出に応答して、モータを電気的に制動し得る。 The failure may be a loss of power, and the controller may electrically brake the motor in response to the detection of the loss of power by connecting a braking current to the motor from a primary power source external to the robot arm.
故障が、電力喪失であり得、コントローラが、ロボットアームの外部のバックアップ電源からモータに制動電流を接続することによって、電力喪失の検出に応答して、モータを電気的に制動し得る。 The failure may be a loss of power, and the controller may electrically brake the motor in response to the detection of the loss of power by connecting a braking current to the motor from a backup power source external to the robot arm.
ロボットアームが、カート上に装着され得、バックアップ電源が、カート内に収容された再充電可能なバッテリであり得る。 A robotic arm may be mounted on the cart, and the backup power source may be a rechargeable battery contained within the cart.
コントローラが、バックアップ電源から制動電流を印加することに続いて、電力喪失を検出し続けることに応答して、一次電源およびバックアップ電源とは独立してモータに接続されたさらなるバックアップ電源からモータに制動電流を接続するように構成され得る。 Following the application of braking current from the backup power source, the controller brakes the motor from a further backup power source connected to the motor independently of the primary power source and the backup power source in response to continuing to detect a loss of power. It may be configured to connect a current.
さらなるバックアップ電源が、5分未満にわたって重力に対するジョイントの位置を維持するのに十分な電力のみを提供することができる再充電不可能バッテリであり得る。 An additional backup power source may be a non-rechargeable battery that can only provide enough power to maintain the joint's position relative to gravity for less than 5 minutes.
多相モータの単相における故障の検出に応答して、コントローラが、その単相のモータ巻線をモータから絶縁するように、その単相の負荷スイッチを開くことと、モータの他の相に制動電流を印加することと、を行い得る。 In response to detecting a fault on a single phase of a polyphase motor, the controller opens the load switch on that single phase to isolate the motor windings on that single phase from the motor and on the other phases of the motor. applying a braking current;
モータが、多相モータの各相に対して、負荷スイッチとモータ駆動回路との間に電流センサを備え得、電流制限が超過されたときに相における故障をコントローラに信号伝達するように電流センサが構成されている。 The motor may include a current sensor between the load switch and the motor drive circuit for each phase of the polyphase motor, the current sensor configured to signal a fault in the phase to the controller when the current limit is exceeded. is configured.
各モータ駆動回路が、パルス幅変調(PWM)モードでそのそれぞれのモータ巻線を駆動するように構成され得、モータ駆動回路が、PWM信号を駆動するためのハイサイドトランジスタおよびローサイドトランジスタを備え得る。モータは、多相モータの各相に対して、ハイサイドトランジスタおよびローサイドトランジスタがPWM信号を生成するために動作していることを検出するための回路をさらに備え得、回路は、PWM信号が生成されない場合に相における故障をコントローラに信号伝達し得る。 Each motor drive circuit may be configured to drive its respective motor winding in a pulse width modulation (PWM) mode, and the motor drive circuit may include a high-side transistor and a low-side transistor for driving the PWM signal. . The motor may further include a circuit for detecting that the high-side transistor and the low-side transistor are operating to generate a PWM signal for each phase of the polyphase motor, the circuit detecting that the PWM signal is generated. A failure in a phase may be signaled to the controller if the phase is not detected.
回路が、PWM信号の高パルス中に巻線に供給される電圧を高閾値と比較するように構成された第1のコンパレータと、PWM信号の低パルス中に巻線に供給される電圧を低閾値と比較するように構成された第2のコンパレータと、を備え得、回路は、巻線に供給される電圧が高閾値を下回るか、または低閾値を上回る場合、故障をコントローラに信号伝達するように構成されている。 A first comparator configured to compare the voltage supplied to the winding during high pulses of the PWM signal to a high threshold and a first comparator configured to compare the voltage supplied to the winding during low pulses of the PWM signal to a low threshold. a second comparator configured to compare to the threshold, the circuit signaling a fault to the controller if the voltage supplied to the winding is below the high threshold or above the low threshold. It is configured as follows.
各モータ駆動回路のハイサイドトランジスタおよびローサイドトランジスタが、直列に接続され得、各モータ駆動回路が、ハイサイドおよびローサイドトランジスタと並列に接続されたコンデンサをさらに備え得る。 The high-side transistor and low-side transistor of each motor drive circuit may be connected in series, and each motor drive circuit may further include a capacitor connected in parallel with the high-side and low-side transistors.
ジョイントは、第2のリンクが第1のリンクに対して軸を中心として回転することを可能にし得、制動電流が、ロボットアームの現在の構成に対してジョイントの回転位置を係止するように、ジョイントに固定トルクを提供するものであり得る。 The joint may allow the second link to rotate about the axis relative to the first link, such that the braking current locks the rotational position of the joint relative to the current configuration of the robot arm. , which provides a locking torque to the joint.
制動電流が、固定トルクを提供する前に、ジョイントの動きを停止するためにジョイントに初期トルクを提供するものであり得る。 The braking current may provide an initial torque to the joint to stop movement of the joint before providing a locking torque.
ここで、添付図面を参照して、本発明を例として説明する。図は、以下のとおりである。
以下の開示は、図2に例示されるタイプのロボット200を制御することに関する。ロボットは、一端で基部201に接続され、他端で器具203に接続されたロボットアーム202から構成される。ロボットアーム202は、可撓性ジョイント205が散在する一連のリンク204を備える。各可撓性ジョイントは、それが接続するリンクが互いに対して動くことを可能にする。可撓性ジョイントは、回転ジョイントを備え得、それらの各々は、それが接続するリンクが軸を中心として互いに対して回転することを可能にする。可撓性ジョイントは、テレスコピックジョイントを備え得、それらの各々は、それが接続するリンクが軸に沿って互いに対して伸長することを可能にする。器具203は、シャフト206と、動作を実施するためのエンドエフェクタ207と、を備える。
The following disclosure relates to controlling a
各ジョイントは、モータ208によって駆動される。ジョイントコントローラ209は、モータを制御してジョイントを駆動する。ロボットアームの各ジョイントは、別個のモータによって駆動され得る。好適には、そのモータは、ジョイントの近位に位置する。例えば、ジョイントが接続する2つのリンクのうち、モータは、ロボットアームの基部の最近位にあるリンク上に位置し得る。しかしながら、いくつかの状況では、モータは、ロボットアームの基部の最遠位にあるリンク上に位置し得る。各ジョイントモータは、モータを制御するための専用のジョイントコントローラを有し得る。代替的に、ジョイントコントローラは、2つ以上のジョイントモータを制御し得る。
Each joint is driven by a
図3は、ロボットアーム202のジョイント205を駆動するための例示的なモータ300を例示する。モータ300は、多相モータである。モータは、ロータおよびステータと、ロータおよびステータの一方に装着され、ロータおよびステータの他方に作用するための複数の巻線と、を有する。各巻線は、一端で他の巻線に接続され、他端でモータ相に接続される。電流は、巻線を通して連続的に駆動され、ロータをステータに対して回転させ、それによって、ジョイント205を駆動するために使用され得るトルクを生成する。図3に示される例では、モータは、第1の巻線U302に接続された第1の相U301、第2の巻線V304に接続された第2の相V303、および第3の巻線W306に接続された第3の相W305を有する、三相モータである。しかしながら、より一般的には、モータは、3つよりも多い相を有し得る。
FIG. 3 illustrates an
モータ301、303、305の各相は、負荷スイッチ307、308、309と、モータ駆動回路310、311、312と、を備える。負荷スイッチは、ジョイントコントローラ317からの制御入力314、315、316に応答して、電源レール313からその相のモータ駆動回路に電源を接続する。モータ駆動回路は、制御入力321、322、323に応答して、駆動信号318、319、320をその相のモータ巻線に印加する。電力は、電源324から電源レール313に供給される。
Each phase of the
図4は、図3のモータ相301、303、305の例示的な構造を例示する。負荷スイッチ307、308、309は、トランジスタによって実装され得るスイッチ400を含む。例えば、スイッチ400は、電界効果トランジスタ(FET)によって実装され得る。モータ駆動回路310、311、312は、2つのトランジスタ、ハイサイドトランジスタ401およびローサイドトランジスタ402を備え得る。トランジスタ401、402の各々は、FETによって実装され得る。
FIG. 4 illustrates an exemplary structure of motor phases 301, 303, 305 of FIG. Load switches 307, 308, 309 include
ハイサイドトランジスタ401およびローサイドトランジスタ402は、直列に接続される。負荷スイッチ400、ハイサイドトランジスタ401、およびローサイドトランジスタ402は、全て、直列に接続され、ハイサイドトランジスタ401は、ローサイドトランジスタ402と負荷スイッチ400との間にある。負荷スイッチ400の他方側は、電源レール313に接続される。ローサイドトランジスタ402の他方側は、接地403に接続される。駆動信号318、319、320は、ハイサイドトランジスタとローサイドトランジスタとの間に接続される駆動信号ライン410に出力される。モータ駆動回路は、ハイサイドトランジスタ401およびローサイドトランジスタ402と並列に接続されたコンデンサ411を追加的に備え得る。具体的には、コンデンサ411は、ハイサイドトランジスタ401の一方側およびローサイドトランジスタ402の対向する側に接続される。言い換えると、コンデンサ411は、スイッチ400とハイサイドトランジスタ401との間、およびローサイドトランジスタ402と接地403との間に接続されている。コンデンサ411は、過電流がモータ駆動回路に流れる原因となる負荷スイッチの故障の事象において、ハイサイドトランジスタおよびローサイドトランジスタを保護する。このシナリオでは、コンデンサ411は、電流の一部がハイサイドトランジスタおよびローサイドトランジスタを通って流れること、したがって、損傷させることを防止する。
ジョイントコントローラ317は、制御入力407を生成して負荷スイッチ400に出力するための負荷スイッチ制御ユニット404を備える。制御入力407は、負荷スイッチ400を制御して閉じ、それによって、電源レールからモータ駆動回路までを通して電源を接続する。制御入力407はまた、負荷スイッチ400を制御して開き、それによって、電源レールからモータ駆動回路までの電源を接続解除する。ジョイントコントローラ317は、ハイサイドゲート入力408を生成してハイサイドトランジスタ401に出力するためのハイサイドゲートドライバ405を備える。ハイサイドゲート入力408は、ハイサイドトランジスタ401を制御して、それを通る電流を有効化および無効化する。ジョイントコントローラ317は、ローサイドゲート入力409を生成してローサイドトランジスタ402に出力するためのローサイドゲートドライバ406を備える。ローサイドゲート入力409は、ローサイドトランジスタ402を制御して、それを通る電流を有効化および無効化する。
ジョイントコントローラは、駆動信号ライン410上にパルス幅変調(PWM)駆動信号を生成するように、ハイサイドトランジスタ401およびローサイドトランジスタ402のゲートを駆動する。したがって、動作中、ジョイントコントローラは、第1のモータ相Uの負荷スイッチを制御して閉じ、ハイおよびローサイドゲートドライバ入力を提供して、モータ駆動回路に、第1の巻線Uを駆動するためのPWM駆動信号を生成させることによって、モータを駆動する。次いで、ジョイントコントローラは、ハイおよびローサイドゲートドライバ入力を提供して、モータ駆動回路に、PWM駆動信号の生成を継続解除させる。ジョイントコントローラは、このプロセスを他のモータ巻線の各々に順次繰り返す。任意選択的に、ジョイントコントローラは、その時点で開くためにPWM駆動信号を生成していない、モータ相の負荷スイッチを制御し得る。これは、これらの相のモータ駆動回路に電源が接続されることを防止する。
The joint controller drives the gates of high-
図5は、図3に示されるように例示的な三相モータを例示しており、ジョイントコントローラ317および各モータ相301、303、305は、図4に示される構造を有する。ジョイントコントローラ317の負荷スイッチ制御ユニットは、各モータ相の負荷スイッチ400a、400b、400cにそれぞれ制御入力407a、407b、407cを提供する。ジョイントコントローラ317のハイサイドゲートドライバ405は、各モータ相のハイサイドトランジスタ401a、401b、401cのそれぞれにハイサイドゲート入力408a、408b、408cを提供する。ジョイントコントローラ317のローサイドゲートドライバ406は、各モータ相のハイサイドトランジスタ402a、402b、402cのそれぞれにローサイドゲート入力409a、409b、409cを提供する。
FIG. 5 illustrates an exemplary three-phase motor as shown in FIG. 3, with
図5のモータはまた、複数のセンサを備える。各モータ相は、その相の負荷スイッチとモータ駆動回路との間に位置する電流センサ500a、500b、500cを備える。電流センサは、例えば、電流感知抵抗器であり得る。電流センサは、電流制限を有する。電流制限は、既定され得る。例えば、電流制限は、20Aであり得る。電流センサ出力は、ジョイントコントローラ317(図示せず)に接続される。電流センサは、電流センサを通過する電流が電流制限を超える場合、ジョイントコントローラ317に信号伝達するように構成されている。
The motor of FIG. 5 also includes multiple sensors. Each motor phase includes a
各モータ相は、モータ巻線への駆動信号の電圧が、PWM信号の高パルスの間に高閾値を上回り、かつPWM信号の低パルスの間に低閾値を下回るかどうかを検出するためのセンサ回路を備える。好適には、この回路は、パルスの端に向かう電圧を検出する。例えば、電圧は、パルスの後半で検出され得る。 Each motor phase has a sensor for detecting whether the voltage of the drive signal to the motor windings is above a high threshold during high pulses of the PWM signal and below a low threshold during low pulses of the PWM signal. Equipped with a circuit. Preferably, the circuit detects the voltage towards the end of the pulse. For example, the voltage may be detected during the second half of the pulse.
このときまでに、電圧は、安定しているはずである。図5は、2つのコンパレータを備えるセンサ回路の例示的な実装を例示する。回路は、3つのモータ相の各々に対して同一である。ここで、第1のモータ相Uを監視するための回路が説明される。 By this time the voltage should be stable. FIG. 5 illustrates an example implementation of a sensor circuit with two comparators. The circuit is identical for each of the three motor phases. A circuit for monitoring the first motor phase U will now be described.
2つのコンパレータ501a、502aは、各々、1つの入力503a、506aとして駆動信号318を有する。第1のコンパレータ501aは、その他の入力504aとして、上述の高閾値を有する。その高閾値は、例えば、供給レール313上の供給電圧の割合であり得る。その割合は、0.8~0.99の割合であり得る。その割合は、0.9~0.95の割合であり得る。割合は、0.95であり得る。第1のコンパレータは、駆動信号電圧を高閾値と比較する。第1のコンパレータの出力505aは、駆動信号電圧がその高閾値を上回るか、または下回るかを示す。第2のコンパレータ502aは、その他の入力507aとして、上述の低閾値を有する。その低閾値は、例えば、供給レール313上の供給電圧の割合であり得る。その割合は、0.01~0.2の割合であり得る。その割合は、0.05~0.1の割合であり得る。割合は、0.05であり得る。第2のコンパレータは、駆動信号電圧を低閾値と比較する。第2のコンパレータの出力508aは、駆動信号電圧が低閾値を上回るか、または下回るかを示す。コンパレータ501a、502aの各々の出力は、ジョイントコントローラ317(図示せず)に接続される。それによって、コンパレータは、駆動信号電圧が高閾値および低閾値を上回るか、または下回るかをジョイントコントローラに信号伝達する。
The two
図6は、図3および図5に示される電源324の例示的な構造を例示する。電源324は、一次電源601を備える。一次電源は、主電源によって提供され得る。これは、システムの他の構成要素を介してロボットアームに経路指定され得る。例えば、ロボットアームが、マスタスレーブマニピュレータのスレーブ構成要素を形成し、遠隔コンソールに位置するマスタ構成要素の制御下で動作する場合、一次電源は、コンソールからロボットアームに供給され得る。
FIG. 6 illustrates an example structure of
電源324はまた、バックアップ電源602を備え得る。バックアップ電源602は、一次電源601とは異なるソースを有する。そのソースは、一次電源とは異なる場所にあり得る。そのソースは、異なる電源ラインを介して、電源レール313に、例えば、異なるケーブルを介して、一次電源601を電源レール313に接続する電源ラインに接続され得る。バックアップ電源は、ロボットアームに局所的に収容されたバッテリであり得る。例えば、バッテリは、ロボットアームが装着されるカート内に収容され得る。好適には、バックアップ電源は、再充電可能なバッテリである。バックアップ電源は、一次電源601が故障した事象で、電源レール313に電力を供給するように制御される。好適には、バックアップ電源は、ロボットアームの操作に動力供給するために格納された十分なエネルギーを有して、一次電源が故障した後の既定の期間にわたって、ロボットアームがその意図される動作を実施することを継続することを可能にする。この既定の期間は、5~10時間であり得る。
電源324はまた、さらなるバックアップ電源603を含み得る。さらなるバックアップ電源603は、一次電源601およびバックアップ電源602とは異なるソースを有する。そのソースは、一次および/またはバックアップ電源とは異なる場所にあり得る。そのソースは、異なる電源ラインを介して、電源レール313に、例えば、異なるケーブルを介して、一次電源601およびバックアップ電源602を電源レール313に接続する電源ライン(複数可)に接続され得る。さらなるバックアップ電源は、カート内またはロボットアーム上に収容されたバッテリであり得る。バッテリは、バックアップ電源602の再充電可能なバッテリよりも顕著に小さい。バッテリは、再充電不可能であり得る。さらなるバックアップ電源603は、バックアップ電源602が故障した事象で、電源レール313に電力を供給するように制御される。さらなるバックアップ電源は、バックアップ電源が故障した後、非常に短い期間にわたってロボットアームの操作に動力供給するために格納された十分なエネルギーを有する。この既定の期間は、5分以内であり得る。既定の期間は、30秒であり得る。
図6は、数個のダイオード604を、各電源ソースと電源レール313との間に1つ例示する。これらのダイオード604は、電源から電源レール313への単方向様式で電力が供給され、電源レール313からの電源のいずれかに電流が還流しないことを確保する。
FIG. 6 illustrates
図6はまた、電源324によって供給される電圧を感知するための回路605を例示する。この回路は、その入力として電源レール313およびさらなる入力を有するコンパレータ605を含む。そのさらなる入力は、どの電源がアクティブであるかに応じて可変であり得る。例えば、そのさらなる入力は、アクティブ電源からの予想される供給電圧の割合であり得る。その割合は、例えば、0.95であり得る。この場合、コンパレータ605からの出力は、電源レールが予想される最大供給電圧の5%以内であるか否かを識別する。システムは、試験プロセス中に異なる時点で同じ電源によって異なる電圧で駆動され得る。さらなる入力は、その時点でシステムが駆動される電圧に応じて可変であり得る。コンパレータの出力は、ジョイントコントローラ317に入力され得る。
FIG. 6 also illustrates a
以下は、ロボットアームの起動手順中の故障について、本明細書に説明されるモータ配置を試験することを説明する。試験手順は、ロボットアームによって内部的に実施され、したがって、パワーオンセルフテスト(POST)と呼ばれ得る。好適には、ジョイントコントローラは、モータから受信された感知データを故障コントローラに渡す。故障コントローラは、ロボットアームの外部に位置する中央コントローラであり得、これは、ロボットアームの各個々のジョイントコントローラから感知データを受信する。故障コントローラは、POSTを実装するようにジョイントコントローラを制御し、故障検出時に、故障コントローラは、以下に説明されるように、故障検出に対する応答を実装するようにジョイントコントローラを制御する。 The following describes testing the motor arrangement described herein for failure during a robotic arm startup procedure. The test procedure is performed internally by the robotic arm and may therefore be called a power-on self-test (POST). Preferably, the joint controller passes sensed data received from the motor to the fault controller. The fault controller may be a central controller located external to the robot arm, which receives sensed data from each individual joint controller of the robot arm. The fault controller controls the joint controller to implement POST, and upon fault detection, the fault controller controls the joint controller to implement a response to the fault detection, as described below.
図7は、起動中にロボットアームのジョイントモータを試験するための例示的なPOSTシーケンスを例示する。ステップ701では、試験されるモータ相は、第1のモータ相、すなわち、i=1に設定される。図3のモータでは、これは、モータ相Uである。次のステップ702では、モータは、既知の状態に駆動される。好適には、この既知の状態は、モータ電圧が既知の状態である。例えば、既知の状態は、多相モータの各巻線にわたる電圧がゼロである状態であり得る。本明細書に説明される三相モータでは、これは、各モータ相の負荷スイッチ307、308、309を制御して、制御入力407a、407b、407cを介して開くジョイントコントローラ317によって達成され得る。加えて、ジョイントコントローラは、各モータ相のローサイドトランジスタを制御して、ローサイドゲート入力409a、409b、409cを介して電流がローサイドトランジスタを流れることを可能にし得る。これら2つの作用は、一緒に、モータ巻線がジョイントを駆動するためのトルクを生成しない「パッシブ制動」状態にモータを入らせる。
FIG. 7 illustrates an example POST sequence for testing joint motors of a robot arm during startup. In
次のステップ703では、第1のモータ相Uが電源に接続される。好適には、これは、第1の相の負荷スイッチ400aを制御して閉じて、電源レール313から第1のモータ相Uのモータ駆動回路310に電源を接続するために、ジョイントコントローラ317によって実装される。ジョイントコントローラ317は、負荷スイッチ400aを制御して閉じるが、一方、他のモータ相の負荷スイッチ400b、400cを制御して開いたままにする。好適には、この時間の間、ジョイントコントローラは、全てのモータ相のローサイドトランジスタを制御し続けて、オンのままにする。
In the
次のステップ704では、PWM信号は、第1のモータ相Uのモータ駆動回路310を通して駆動される。好適には、これは、上述のように、ゲート駆動入力408a、409aをPWMシーケンスにおいてハイおよびローサイドトランジスタ401a、402aに印加するジョイントコントローラ317によって実装される。それによって、PWM駆動信号318が生成され、モータ駆動回路310から第1の相巻線U302に出力される。この時間の間、ジョイントコントローラは、閉じた第1のモータ相Uの負荷スイッチ400a、および開いた他のモータ相の負荷スイッチ400b、400cを制御し続ける。
In the
次のステップ705では、モータは、既知の状態に駆動される。好適には、これは、ステップ702に関して説明されたものと同じ方法で実装される。ステップ705のモータの既知の状態は、ステップ702のモータの既知の状態と同じであり得る。ステップ705のモータの既知の状態は、ステップ702のモータの既知の状態とは異なり得る。したがって、ジョイントコントローラは、全てのモータ相の負荷スイッチ400a、400b、および400cを制御して、開く。ジョイントコントローラはまた、各モータ相のローサイドトランジスタをオン状態に制御し得る。
In the next step 705, the motor is driven to a known state. Preferably, this is implemented in the same manner as described with respect to step 702. The known state of the motor in step 705 may be the same as the known state of the motor in
次のステップ706では、PWM信号は、第1のモータ相Uのモータ駆動回路310を通して駆動される。この時点で、第1のモータ相Uの負荷スイッチ400aが開いており、したがって、第1のモータ相Uが電源レール313から接続解除される。ジョイントコントローラ317は、ステップ704と同様に、PWMシーケンスにおいて、ゲートドライブ入力408a、409aをハイおよびローサイドトランジスタ401a、402aに印加する。この時間の間、ジョイントコントローラは、開いた他のモータ相V、Wの負荷スイッチ400b、400cを制御し続ける。モータ駆動回路が任意選択のコンデンサ411aを含む場合、負荷スイッチ400aを開くこと、およびPWMシーケンスを適用するとは、コンデンサ411aを放電させる。
In the
次のステップ707では、現在のモータ相の後にモータ相が存在するかどうかが判定される。言い換えると、i=i+1は存在するか?本明細書に説明されるモータについて、第2のモータ相が存在する。したがって、ステップ707における質問に対する答えは、「はい」であり、方法は、ステップ708に進み、iは、i+1に設定される。言い換えると、iは、2に設定される。ステップ702~706が、次いで、第2のモータ相Vに関して繰り返される。この反復でステップ707に到達すると、第3のモータ相が存在する。したがって、ステップ707における質問に対する答えは、「はい」であり、方法は、ステップ708に進み、iは、i+1に設定される。言い換えると、iは、3に設定される。ステップ702~706が、次いで、第3のモータ相Wに関して繰り返される。この反復でステップ707に到達すると、質問に対する答えは、三相モータに対して「いいえ」である。したがって、プロセスは、ステップ709に移動し、シーケンスが終了する。3つを超えるモータ相を有する多相モータでは、図7のフローチャートのさらなる反復が、各モータ相に対して1回、完了されることになる。
In the
図7のフローチャートの各ステップは、次のステップに進む前に、既定の持続時間にわたって実施され得る。図7のステップは、示される順序で実施される。 Each step in the flowchart of FIG. 7 may be performed for a predetermined duration before proceeding to the next step. The steps of FIG. 7 are performed in the order shown.
図7のシーケンスが実施される一方で、モータからの感知データは、モータが予想どおりに動作しているか否かを試験するために、故障コントローラにフィードバックされる。好適には、以下に説明された試験は、図7に示されるフローチャートの全てのステップの間に実施される。 While the sequence of FIG. 7 is being performed, sensed data from the motor is fed back to the fault controller to test whether the motor is operating as expected. Preferably, the tests described below are performed during all steps of the flowchart shown in FIG.
第1に、故障コントローラは、各モータ相について、電源レールからモータ駆動回路への電流が電流制限を超えるか否かを試験し得る。例えば、故障コントローラは、各モータ相の電流センサ500a、500b、500cの出力を使用して、電流センサを通過する電流が電流制限を超えるかどうかを判定し得る。電流制限は、既定され得る。代替的に、電流センサの電流制限は、再構成可能であり得る。例えば、電流制限は、リアルタイムで、電源レールから供給される予想される電流に近い値に設定され得る。したがって、予想される供給される電流が変化した場合、電流センサの電流制限は、それに応じて再構成される。好適には、電流制限は、最大の予想される供給される電流に設定される。故障コントローラは、電流制限を超えたという電流センサからの指示を受信すると、故障を検出する。
First, the fault controller may test for each motor phase whether the current from the power rail to the motor drive circuit exceeds the current limit. For example, the fault controller may use the output of each motor phase's
第2に、故障コントローラは、各モータ相について、そのモータ相のモータ巻線に供給される電圧が、電源レール電圧および接地の各々から、それぞれの量を超えて異なるか否かを試験し得る。例えば、第1のモータ相が図7のステップ704でPWMモードで駆動されている間、故障コントローラは、コンパレータ501aおよび502aの出力を使用して、第1の巻線に供給される電圧が、PWM信号の高パルスの間に高閾値を超えるか否か、および/または第1の巻線に供給される電圧が、PWM信号の低パルスの低閾値未満であるかどうかを判定し得る。故障コントローラは、他のモータ相が図7のステップ704でPWMモードで駆動されるとき、他のモータ相と同じプロセスを実施する。故障コントローラは、巻線に供給される電圧が高閾値を下回っている場合に故障を検出する。故障コントローラは、巻線に供給される電圧が低閾値を上回っている場合に故障を検出する。
Second, the fault controller may test, for each motor phase, whether the voltage supplied to the motor windings of that motor phase differs from each of the power rail voltage and ground by more than a respective amount. . For example, while the first motor phase is driven in PWM mode in
第1のモータ相が図7のステップ706でPWMモードで駆動されている間、故障コントローラは、コンパレータ501aの出力を使用して、第1の巻線に供給される電圧が、PWM信号の高パルスの間に高閾値を超えるかどうかを判定し得る。故障コントローラは、他のモータ相が図7のステップ706でPWMモードで駆動されるとき、他のモータ相と同じプロセスを実施する。故障コントローラは、巻線に供給される電圧が高閾値を上回っている場合に故障を検出する。
While the first motor phase is being driven in PWM mode in
コンパレータ501a、501b、501cおよび502a、502b、502cの高および低閾値は、供給電圧の割合である。この割合は、事前設定され得る。代替的に、この割合は、リアルタイムで構成可能であり得る。
The high and low thresholds of
第3に、故障コントローラは、モータに供給される電圧が閾値電圧値未満であるか否かを試験し得る。例えば、故障コントローラは、コンパレータ605の出力を使用して、時間tにおける電源レール313に供給される電圧が時間tにおける閾値電圧値未満であるかどうかを判定し得る。その閾値電圧値は、どの電源が電源レール313に電力を供給しているかに応じて、再構成可能であり得る。例えば、閾値電圧値は、アクティブ電源からの予想される供給電圧の割合であり得る。故障コントローラは、供給される電圧が閾値電圧未満であることをコンパレータ605の出力が示す場合、故障コントローラは、故障を検出する。
Third, the fault controller may test whether the voltage supplied to the motor is below a threshold voltage value. For example, the fault controller may use the output of
故障コントローラはまた、次のように、モータからの感知出力に依存して、故障源を識別し得る:
(i)故障コントローラは、図7のステップ704のPWMモード中に、そのモータ相の巻線に供給される電圧がコンパレータ501の高閾値を下回る場合、モータ相のハイサイドトランジスタで故障を検出する。例えば、故障は、ハイサイドトランジスタが短絡故障したか、または開いていることであり得る。
(ii)故障コントローラは、図7のステップ704のPWMモード中に、そのモータ相の巻線に供給される電圧がコンパレータ502の低閾値を上回る場合、モータ相のローサイドトランジスタで故障を検出する。例えば、故障は、ローサイドトランジスタが短絡故障したか、または開いていることであり得る。
(iii)故障コントローラは、図7のステップ706でPWMモードを駆動する既定の期間の後、巻線に供給される電圧がコンパレータ501の高閾値を上回る場合、モータ相の負荷スイッチで故障を検出する。例えば、故障は、負荷スイッチが短絡故障したことであり得る。
(iv)故障コントローラは、電流制限が超過したという電流センサ500からの指示を受信すると、モータ相の負荷スイッチの故障、および/またはそのモータ相のハイサイドトランジスタの故障、および/またはそのモータ相のローサイドトランジスタの故障を検出する。
(v)故障コントローラは、電源からの電圧が、その電源に対して時間tにわたって閾値電圧を下回って下がったというコンパレータ605からの指示を受信すると、電源の故障を検出する。
The fault controller may also rely on sensed outputs from the motor to identify the source of the fault, as follows:
(i) The fault controller detects a fault in the high-side transistor of a motor phase if the voltage supplied to the winding of that motor phase is below the high threshold of comparator 501 during the PWM mode of
(ii) The fault controller detects a fault in the low side transistor of a motor phase if the voltage supplied to the winding of that motor phase exceeds the low threshold of comparator 502 during the PWM mode of
(iii) The fault controller detects a fault at the load switch of the motor phase if the voltage supplied to the winding exceeds the high threshold of comparator 501 after a predetermined period of driving PWM mode in
(iv) upon receiving an indication from the current sensor 500 that the current limit has been exceeded, the fault controller detects a fault in the load switch of the motor phase and/or a fault in the high side transistor of that motor phase; Detects failure of low-side transistor.
(v) Fault The controller detects a power supply failure upon receiving an indication from
故障コントローラは、モータからの感知出力の組み合わせに応じて、他の故障源を識別し得る。例えば、故障コントローラは、モータ巻線が開いていること、またはハイもしくはローサイドコンパレータのうちの一方が適切に機能していないことを識別し得る。 The fault controller may identify other sources of faults depending on the combination of sensed outputs from the motors. For example, a fault controller may identify that a motor winding is open or that one of the high or low side comparators is not functioning properly.
各故障評価中、故障コントローラは、それがモータから受信する全ての感知データおよび状態情報の出力を評価し、この評価に続いて、上記に列記された故障状態のうちの1つ以上をゼロと検出し得る。 During each fault evaluation, the fault controller evaluates the output of all sensed data and status information that it receives from the motor and, following this evaluation, zeroes out one or more of the fault conditions listed above. Can be detected.
図7のフローチャートの各ステップについて、そのステップが既定の持続時間にわたって実施され、上記の試験によって故障が検出されない場合、プロセスは、次のステップに進む。しかしながら、ステップ中に故障が検出された場合、プロセスは故障状態に入り得る。 For each step in the flowchart of FIG. 7, if that step is performed for a predetermined duration and no failure is detected by the above test, the process proceeds to the next step. However, if a fault is detected during a step, the process may enter a fault state.
故障状態に入ると、ジョイントコントローラは、モータを電気的に制動することによって応答する。これを行うために、ジョイントコントローラは、モータが重力に対して駆動するジョイントの位置を維持するために、モータに制動電流を印加する。ジョイントは、1つの構成に保持され、したがって、ジョイントが接続するロボットアームのリンクが重力下で垂れ下がることを防止する。ジョイントが回転関節である場合、制動電流は、ジョイントの回転位置を係止することなどのために、ジョイントに固定トルクを提供する。固定トルクの値は、アームの姿勢に依存する。言い換えると、その回転位置を係止するためにジョイントに適用される固定トルクは、ロボットアームの1つの構成では1つの値を有し、ロボットアームの異なる構成では別の値を有する。したがって、固定トルクの値、したがって、制動電流の値は、ジョイントが保持される位置に依存し、それに応じてジョイントコントローラによって制御され得る。 Upon entering a fault condition, the joint controller responds by electrically braking the motor. To do this, the joint controller applies a braking current to the motor to maintain the position of the joint that the motor drives relative to gravity. The joints are held in one configuration, thus preventing the links of the robot arm to which they connect from sagging under gravity. If the joint is a revolute joint, the braking current provides a locking torque to the joint, such as to lock the rotational position of the joint. The value of the fixing torque depends on the posture of the arm. In other words, the locking torque applied to the joint to lock its rotational position has one value for one configuration of the robot arm and another value for a different configuration of the robot arm. The value of the fixed torque, and therefore of the braking current, therefore depends on the position in which the joint is held and can be controlled by the joint controller accordingly.
固定トルクは、ジョイントの回転位置を重力に対して保持するのに十分である。故障状態に入る時点で、ジョイントが閾値速度未満で動いている場合、固定トルクは、時間Tでジョイントの動きを停止させ、かつ重力に対してその停止された位置にジョイントを保持するのに十分である。しかしながら、故障状態に入る時点で、ジョイントが閾値速度を上回って動いている場合、固定トルクは、時間Tでジョイントの動きを停止するには不十分である。この場合、ジョイントコントローラは、固定トルクよりも高い値を有する初期トルクを提供する制動電流を印加することによってモータを電気的に制動する。この初期トルクは、時間Tで関節の動きを停止するのに十分である。一旦、ジョイントが停止されると、関節コントローラは、次いで、固定トルクを適用することによってモータを電気的に制動して、重力に対して停止された位置にジョイントを保持する。 The locking torque is sufficient to hold the rotational position of the joint against gravity. If the joint is moving below a threshold velocity at the time the fault condition is entered, the locking torque is sufficient to stop the joint movement at time T and hold the joint in its stopped position relative to gravity. It is. However, if the joint is moving above a threshold speed at the time the fault condition is entered, the locking torque is insufficient to stop the joint movement at time T. In this case, the joint controller electrically brakes the motor by applying a braking current that provides an initial torque with a value higher than the fixed torque. This initial torque is sufficient to stop the joint movement at time T. Once the joint is stopped, the joint controller then electrically brakes the motor by applying a fixed torque to hold the joint in the stopped position relative to gravity.
制動電流は、電力を必要とし、したがって、電気制動は、ジョイントを定位置に保持するための電力を必要とする。電気制動は、同じジョイントコントローラの制御下で、ジョイントの関節を駆動する同じモータによって適用される。別個の実体は、電気的に制動することに関与しない。 Braking current requires electrical power, and therefore electrical braking requires electrical power to hold the joint in place. Electric braking is applied by the same motor driving the joint's articulation, under the control of the same joint controller. No separate entity is involved in electrically braking.
ジョイントコントローラは、モータの全ての相に制動電流を印加することによってモータを電気的に制動し得る。例えば、ジョイントコントローラは、(i)電源レール313からその相のモータ駆動回路に電源を接続するために閉じられるように各モータ相の負荷スイッチと、(ii)その相のモータ巻線に通る制動電流を接続するために各モータ相のモータ駆動回路と、を制御することによってこれを実装し得る。
The joint controller may electrically brake the motor by applying a braking current to all phases of the motor. For example, the joint controller may include (i) a load switch for each motor phase that is closed to connect power from the
故障コントローラが、モータ相のうちの1つに位置するとして故障源を識別した場合、ジョイントコントローラは、そのモータ相の負荷スイッチを開いて、その単相のモータ巻線をモータから絶縁し、モータの他の相のみに制動電流を印加することによって、応答する。例えば、故障コントローラが、第1のモータ相Uに故障が存在することを識別した場合、ジョイントコントローラは、(i)第1のモータ相の負荷スイッチ307を開くように、(ii)第2のモータ相の負荷スイッチ308を閉じるように、および(iii)第3のモータ相の負荷スイッチ309を開くように制御する。このようにして、ジョイントコントローラは、第2および第3のモータ相の間に制動電流を印加し、それによって、ジョイントをその現在の構成に保持する。
If the fault controller identifies the fault source as being located on one of the motor phases, the joint controller opens the load switch for that motor phase, isolating that single phase's motor windings from the motor, and disconnects the motor from the motor. respond by applying braking current only to the other phase of the For example, if the fault controller identifies that a fault exists on the first motor phase U, the joint controller will (i) open the
故障状態の間、関節コントローラは、上記に説明されたセンサから感知データを受信し続ける。 During a fault condition, the joint controller continues to receive sensed data from the sensors described above.
図8は、一連の保持状態を例示し、その各々が、異なる構成要素を介してモータに制動電流を印加する。ジョイントコントローラは、次の状況において、一連の保持状態を通して循環するようにモータを制御し得る:
(i)故障源が識別されていない場合、
(ii)複数の故障が検出された場合、
(iii)モータの全ての相に制動電流を印加することに続いて、故障コントローラによって受信された感知データが、故障コントローラに故障を検出させ続ける場合、または
(iv)モータの2つの相に制動電流を印加することに続いて、故障コントローラによって受信された感知データが、故障コントローラに故障を検出させ続ける場合。
FIG. 8 illustrates a series of hold states, each of which applies braking current to the motor via a different component. The joint controller may control the motor to cycle through a series of hold states in the following situations:
(i) if the source of the failure has not been identified;
(ii) if multiple faults are detected;
(iii) following application of braking current to all phases of the motor, if sensing data received by the faulty controller continues to cause the faulty controller to detect a fault; or (iv) braking two phases of the motor. If, following application of current, sensed data received by the faulty controller continues to cause the faulty controller to detect a fault.
図8は、6つの保持状態を例示し、その各々が、モータの2つの相の間に制動電流を印加する。状態801は、モータの第1および第2の相の間で、第1の相から第2の相まで、制動電流を印加する。状態802は、モータの第2および第3の相の間で、第2の相から第3の相まで、制動電流を印加する。状態803は、モータの第1および第3の相の間で、第1の相から第3の相まで、制動電流を印加する。状態804は、モータの第2および第1の相の間で、第2の相から第1の相まで、制動電流を印加する。状態805は、モータの第3および第2の相の間で、第3の相から第2の相まで、制動電流を印加する。状態806は、モータの第3および第1の相の間で、第3の相から第1の相まで、制動電流を印加する。
FIG. 8 illustrates six hold states, each of which applies braking current between two phases of the motor.
一般的に、相Xから相Yまで制動電流を印加するために、相Xの負荷スイッチは、電源レール313からその相のモータ駆動回路に電流が流れることを可能にするために閉じられ、相Yの負荷スイッチは、開かれる。加えて、相Yのローサイドトランジスタは、ローサイドゲートドライバによって接地に駆動される。相Yのハイサイドトランジスタは、開かれる。他の相Zの負荷スイッチは、開かれる。相Zのローサイドトランジスタは、浮動的であり、すなわち、電源レールまたは接地に接続されていない。相Yのハイサイドトランジスタは、開かれる。 Generally, to apply braking current from phase X to phase Y, the phase The Y load switch is opened. Additionally, the low side transistor of phase Y is driven to ground by the low side gate driver. The high side transistor of phase Y is opened. The other phase Z load switch is opened. The low-side transistor of phase Z is floating, ie, not connected to the power supply rail or ground. The high side transistor of phase Y is opened.
ジョイントコントローラは、状態801から状態802、状態803、状態804、状態805、状態806、そして状態801に戻るなど、一連の保持状態を通して循環するようにモータを制御する。故障源が識別されていない場合、複数の故障が検出される場合、またはモータの全ての相に制動電流が印加されたときに故障が検出された場合、ジョイントコントローラは、図8に示される保持状態のいずれかで制動電流を最初に印加するようにモータを制御し得る。例えば、ジョイントコントローラは、状態801で始動するようにモータを制御し得る。単一のモータ相で故障が識別された場合、ジョイントコントローラは、そのモータ相を除外する保持状態で最初に制動電流を最初に印加するようにモータを制御する。例えば、第1のモータ相で故障が検出された場合、ジョイントコントローラは、どちらも第1の相と別の相との間に保持電流を印加しない保持状態802または805に最初に入るようにモータを制御し得る。ジョイントコントローラは、この状況で同じ保持状態に常に入る、例えば、常に状態802にモータを制御し得る。
The joint controller controls the motor to cycle through a series of hold states, such as from
ジョイントコントローラは、既定の時間、図8の保持状態で制動電流を印加するようにモータを制御する。この既定の時間の後、故障状態がもはや検出されない場合、ジョイントコントローラは、この保持状態で制動電流を維持するように、モータを制御する。既定の時間の後、故障条件が引き続き検出される場合、ジョイントコントローラは、サイクル中の次の保持状態で制動電流を印加するために動くようにモータを制御する。プロセスは、故障が引き続き検出される場合に次の状態に移動する前に既定の時間の間、保持状態にある制動電流を印加する度に、図8の状態を通して循環し続ける。 The joint controller controls the motor to apply a braking current in the holding state of FIG. 8 for a predetermined period of time. After this predetermined time, if the fault condition is no longer detected, the joint controller controls the motor to maintain the braking current in this holding condition. After a predetermined period of time, if the fault condition continues to be detected, the joint controller controls the motor to move to apply braking current at the next hold state in the cycle. The process continues to cycle through the states of FIG. 8, each time applying a braking current that is in the hold state for a predetermined amount of time before moving to the next state if a fault continues to be detected.
図8は、1つの例示的な状態の循環順序を例示することが理解されるであろう。循環順序は、図8に示されるものとは異なり得る。循環順序は、任意の順序における一連の状態801~806であり得る。 It will be appreciated that FIG. 8 illustrates one example cyclic order of states. The circulation order may differ from that shown in FIG. A cyclic order can be a series of states 801-806 in any order.
一般に、ジョイントコントローラは、一次電源601からモータ300に供給される電力を制御することによってモータを電気的に制動するように構成される。検出された故障が電力喪失である場合、ジョイントコントローラは、一次電源601からモータ300に供給される制動電流を最初に制御し得る。故障コントローラが、それに電力喪失を検出させる感知データを受信し続ける場合、故障コントローラは、ジョイントコントローラに、一次電源601を電源レール313から接続解除させ、代わりに、制動電流をモータに提供するためにバックアップ電源602を電源レール313に接続させる。故障コントローラが、それに電力喪失を検出させる感知データを受信し続ける場合、故障コントローラは、ジョイントコントローラに、バックアップ電源602を電源レール313から接続解除させ、代わりに、制動電流をモータに提供するためにさらなるバックアップ電源603を電源レール313に接続させる。
Generally, the joint controller is configured to electrically brake the motor by controlling the power supplied to the
代替的に、故障コントローラは、電力喪失の初期検出に応答して、ジョイントコントローラに、バックアップ電源602からモータに供給される制動電流を制御させ得る。故障コントローラが、それに電力喪失を検出させる感知データを受信し続ける場合、故障コントローラは、ジョイントコントローラに、バックアップ電源602を電源レール313から接続解除させ、代わりに、制動電流をモータに提供するためにさらなるバックアップ電源603を電源レール313に接続させる。
Alternatively, the fault controller may cause the joint controller to control the braking current provided to the motor from the
図7を参照して説明されたPOSTプロセスは、ロボットアームのジョイントを駆動する各モータ上で有用に実施される。しかしながら、故障コントローラは、ジョイントのうちのいくつかのジョイントコントローラのみを制御して、それらのモータに電気制動を適用し得る。それらのジョイントは、能動的に駆動されない場合、重力下でアームを垂れ下げさせ得るような構成にあるものであり得る。これらのジョイントは、後退駆動可能であるものであり得る。 The POST process described with reference to FIG. 7 is usefully implemented on each motor driving a joint of a robot arm. However, the fault controller may control only some of the joint controllers to apply electrical braking to their motors. The joints may be in a configuration that allows the arms to droop under gravity if not actively driven. These joints may be retractably driveable.
故障コントローラは、ロボットアームの単一のジョイントモータの単一の故障を検出すると、ロボットアーム全体を故障状態に入らせ得る。言い換えると、故障コントローラは、ロボットアーム全体をその構成で動けなくさせ、それによって、ロボットアームのモータ内の故障を検出することに応答して、ロボットアーム全体を重力に対して定位置に保持し得る。したがって、故障コントローラは、ジョイントコントローラに、それ自体が故障していないが、ロボットアーム内の別のモータで検出される故障の結果として、モータに制動電流を印加させ得る。 The fault controller may cause the entire robot arm to enter a fault state upon detecting a single fault of a single joint motor of the robot arm. In other words, the fault controller causes the entire robot arm to become stuck in its configuration, thereby holding the entire robot arm in place relative to gravity in response to detecting a fault in the robot arm's motor. obtain. Thus, a faulty controller may cause the joint controller to apply a braking current to a motor that is not faulty itself, but as a result of a fault detected in another motor in the robot arm.
故障状態に入ると、故障コントローラは、1つ以上の警報信号を発する。これは、アラームなどの可聴信号、ロボットアームおよび/またはその基部および/またはロボットアームのオペレータのディスプレイ上に表示される視覚信号、ならびにロボットアームのオペレータがロボットアームを操作するためのハンドコントローラを通して感じることができる触覚信号のうちのいずれか1つまたはそれらの組み合わせであり得る。異なるアラームは、さらなるバックアップ電源が電源レールに電力を供給するように制御される事象で生成され得る。 Upon entering a fault condition, the fault controller issues one or more alarm signals. This includes audible signals such as alarms, visual signals displayed on the robot arm and/or its base and/or the robot arm operator's display, and felt through the hand controller for the robot arm operator to operate the robot arm. haptic signals or a combination thereof. Different alarms may be generated in the event that an additional backup power source is controlled to power the power rail.
ロボットアームのジョイントモータがPOST手順に合格した場合、ロボットアームは、通常の使用を継続し得る。ロボットアームの通常の動作中、故障コントローラは、関節モータのいくつかの故障を監視し続け得る。好適には、POSTプロセス中に監視される故障のサブセットのみが、ロボットアームの通常の使用中に監視される。故障コントローラは、次の試験を継続し得る:
(i)モータ相の負荷スイッチ307、308、309の故障について。これは、電流センサ500a、500b、500cから感知データを受信することによって実装される。その感知データは、モータ相のモータ駆動回路に負荷スイッチを通って流れる電流が、電流センサの電流制限を超えるときを示す。故障コントローラは、電流制限が超過された場合に故障を検出する。
(ii)電源の故障について。これは、コンパレータ605からセンサデータを受信することによって実装される。その感知データは、供給電圧が閾値電圧を下回って下がったときを示す。故障コントローラは、供給電圧が閾値電圧を下回って下がった場合に故障を検出する。
If the robot arm's joint motor passes the POST procedure, the robot arm may continue normal use. During normal operation of the robotic arm, the fault controller may continue to monitor failures of some of the joint motors. Preferably, only a subset of the faults monitored during the POST process are monitored during normal use of the robotic arm. The faulty controller may continue with the following tests:
(i) Regarding failure of motor phase load switches 307, 308, and 309. This is implemented by receiving sensed data from
(ii) Regarding power supply failure. This is implemented by receiving sensor data from
故障コントローラは、上記のように、故障状態に入り、かつモータを電気的に制動することによって、通常の動作中に故障の検出に応答する。 The fault controller responds to the detection of a fault during normal operation by entering a fault condition and electrically braking the motor, as described above.
本明細書に説明される装置および方法は、故障を伴うモータ位相を絶縁し、かつモータの他の相の間に制動電流を印加することによって、モータにおける単一の故障点、例えば、単一のモータ巻線または単一のトランジスタの故障からジョイントモータが保護されることを可能にする。故障を伴うモータ相は、負荷スイッチを開くことによって絶縁される。負荷スイッチを開くことはまた、電源をモータ相から絶縁し、これは、故障がモータ相の短絡回路である事象に有用である。 The apparatus and methods described herein address a single point of failure in a motor, e.g. allows the joint motor to be protected from motor winding or single transistor failure. The motor phase with a fault is isolated by opening the load switch. Opening the load switch also isolates the power supply from the motor phase, which is useful in the event that the fault is a short circuit on the motor phase.
本明細書に説明されるモータは、負荷スイッチを介して、電源レールから独立して各モータ相を接続解除する回路を有用に提供する。この回路は、モータ駆動信号を生成するために使用されるモータ駆動回路の回路(例えば、トランジスタ)から独立している。 The motors described herein usefully provide a circuit that independently disconnects each motor phase from the power rail via a load switch. This circuit is independent of the circuitry (eg, transistors) of the motor drive circuit used to generate the motor drive signal.
好適には、本明細書に説明される方法は、非同期的に実施される。言い換えると、それらは、システムクロックに依存しない。したがって、システムクロックが故障した場合でも、故障検出および応答が実施され得る。 Preferably, the methods described herein are performed asynchronously. In other words, they are independent of the system clock. Therefore, fault detection and response can be performed even if the system clock fails.
本明細書に説明される方法および装置は、ジョイントコントローラによって制御されるいくつかの機能、および故障コントローラによって制御される他の機能を考察する。本明細書に説明される機能は、ジョイントおよび故障コントローラの間で異なって分散され得ることが理解されるであろう。機能は、ジョイントおよび故障コントローラよりも多くのコントローラ間で分散され得る。単一のコントローラは、全ての説明される機能を実施し得る。各コントローラは、本明細書に説明される方法を実施するために命令を実行するためのプロセッサを備える。 The methods and apparatus described herein contemplate some functions controlled by joint controllers and other functions controlled by fault controllers. It will be appreciated that the functionality described herein may be distributed differently between joint and fault controllers. Functionality may be distributed among more controllers than joint and fault controllers. A single controller may perform all described functions. Each controller includes a processor for executing instructions to implement the methods described herein.
命令は、コンピュータ実行可能であり、メモリなどの任意のコンピュータ可読媒体を使用して提供され得る。本明細書に説明される方法は、有形記憶媒体上の機械可読形態のソフトウェアによって実施され得る。ソフトウェアは、本明細書に説明される方法を実装するために、コンピューティングベースのデバイスで提供され得る。 The instructions are computer-executable and may be provided using any computer-readable medium, such as memory. The methods described herein may be implemented by software in machine-readable form on a tangible storage medium. Software may be provided on a computing-based device to implement the methods described herein.
感知および試験電流に対する参照は、代わりに、当業者によって既知の方法に従って、感知および試験電圧によって実装され得る。同様に、感知および試験電圧に対する参照は、代わりに、当業者によって既知の方法に従って、感知および試験電流によって実装され得る。 References to sense and test currents may alternatively be implemented by sense and test voltages according to methods known by those skilled in the art. Similarly, references to sense and test voltages may alternatively be implemented by sense and test currents according to methods known by those skilled in the art.
本明細書に説明されるロボットは、外科用エンドエフェクタを有する外科用器具取り付けを有する外科手術ロボットとすることができる。代替的に、ロボットは、産業ロボットまたは別の機能のためのロボットであり得る。器具は、産業ツールであり得る。 The robot described herein can be a surgical robot having a surgical instrument attachment with a surgical end effector. Alternatively, the robot may be an industrial robot or a robot for another function. The instrument may be an industrial tool.
本明細書によって、本出願人は、本明細書に説明される各個々の特徴および2つ以上のかかる特徴の任意の組み合わせを、かかる特徴または組み合わせが、当業者に共通する一般知識に照らして、全体として本明細書に基づいて行うことができるような程度まで、かかる特徴または特徴の組み合わせが、本明細書に開示する任意の問題を解決するかにかかわらず、かつ特許請求の範囲を限定することなく、分離して開示する。本出願人は、本発明の態様が、任意のかかる個々の特徴または特徴の組み合わせからなり得ることを示している。前述の説明を考慮すると、本発明の範囲内で様々な修正を行うことができることは当業者には明らかであろう。
なお、本発明は、実施の態様として以下の内容を含む。
[態様1]
ロボットアームであって、
ジョイントによって第2のリンクに接続された第1のリンクであって、前記第2のリンクが前記第1のリンクに対して動くことを前記ジョイントが可能にする、第1のリンクと、
前記ジョイントを駆動するためのモータと、
前記モータを制御するためのコントローラであって、前記コントローラは、前記ジョイントが能動的に駆動されない場合に前記ロボットアームが重力下で垂れ下がることになる構成に前記ジョイントがある場合のみ、前記ロボットアームの故障の検出に応答して、重力に対して前記ジョイントの位置を維持するように、前記モータに制動電流を印加することによって、前記モータを電気的に制動するように構成されている、コントローラと、を備える、ロボットアーム。
[態様2]
前記モータが、多相モータであり、前記多相モータが、前記多相モータの各相に対して、
モータ巻線と、
前記モータ巻線に駆動信号を印加するためのモータ駆動回路と、
前記モータ駆動回路に電源を接続するための負荷スイッチと、を備える、態様1に記載のロボットアーム。
[態様3]
前記多相モータが、3つの相を備え、前記コントローラが、前記ロボットアームの前記故障の検出に応答して、前記モータの全ての3つの相に制動電流を印加するように構成されている、態様2に記載のロボットアーム。
[態様4]
前記コントローラが、前記ロボットアームの前記故障の検出に応答して、前記モータの第1の対の相の間のみ、前記第1の対の前記第1の相から前記第1の対の前記第2の相まで、制動電流を印加するように構成されている、態様2または3に記載のロボットアーム。
[態様5]
前記コントローラが、態様4に記載の前記制動電流を印加することに続いて、前記ロボットアームの故障を検出し続けることに応答して、前記モータの第2の対の相の間のみ、前記第2の対の前記第1の相から前記第2の対の前記第2の相まで、制動電流を印加するように構成されている、態様4に記載のロボットアーム。
[態様6]
前記コントローラが、態様5に記載の前記制動電流を印加することに続いて、前記ロボットアームの故障を検出し続けることに応答して、前記モータの第3の対の相の間のみ、前記第3の対の前記第1の相から前記第3の対の前記第2の相まで、制動電流を印加するように構成されている、態様5に記載のロボットアーム。
[態様7]
前記コントローラが、態様6に記載の前記制動電流を印加することに続いて、前記ロボットアームの故障を検出し続けることに応答して、前記モータの前記第1の対の相の間のみ、前記第1の対の前記第2の相から前記第1の対の前記第1の相まで、制動電流を印加するように構成されている、態様6に記載のロボットアーム。
[態様8]
前記コントローラが、態様7に記載の前記制動電流を印加することに続いて、前記ロボットアームの故障を検出し続けることに応答して、前記モータの前記第2の対の相の間のみ、前記第2の対の前記第2の相から前記第2の対の前記第1の相まで、制動電流を印加するように構成されている、態様7に記載のロボットアーム。
[態様9]
前記コントローラが、態様8に記載の前記制動電流を印加することに続いて、前記ロボットアームの故障を検出し続けることに応答して、前記モータの前記第3の対の相の間のみ、前記第3の対の前記第2の相から前記第3の対の前記第1の相まで、制動電流を印加するように構成されている、態様8に記載のロボットアーム。
[態様10]
前記故障が、電力喪失であり、前記コントローラが、前記ロボットアームの外部の一次電源から前記モータに前記制動電流を接続することによって、前記電力喪失の検出に応答して、前記モータを電気的に制動するように構成されている、態様1~9のいずれか一項に記載のロボットアーム。
[態様11]
前記故障が、電力喪失であり、前記コントローラが、前記ロボットアームの外部のバックアップ電源から前記モータに前記制動電流を接続することによって、前記電力喪失の検出に応答して、前記モータを電気的に制動するように構成されている、態様1~10のいずれか一項に記載のロボットアーム。
[態様12]
前記ロボットアームが、カート上に装着され、前記バックアップ電源が、前記カート内に収容された再充電可能なバッテリである、態様10に記載のロボットアーム。
[態様13]
前記コントローラが、態様11に記載の制動電流を印加することに続いて、電力喪失を検出し続けることに応答して、前記一次電源およびバックアップ電源とは独立して前記モータに接続されたさらなるバックアップ電源から前記モータに前記制動電流を接続するように構成されている、態様11または12に記載のロボットアーム。
[態様14]
前記さらなるバックアップ電源が、5分未満にわたって重力に対する前記ジョイントの前記位置を維持するのに十分な電力のみを提供することができる再充電不可能バッテリである、態様13に記載のロボットアーム。
[態様15]
前記多相モータの単相における故障の検出に応答して、前記コントローラが、
その単相の前記モータ巻線を前記モータから絶縁するように、その単相の前記負荷スイッチを開くことと、
前記モータの前記他の相に制動電流を印加することと、を行うように構成されている、態様2または態様2に従属するときの態様3~14のいずれか一項に記載のロボットアーム。
[態様16]
前記モータが、前記多相モータの各相に対して、前記負荷スイッチと前記モータ駆動回路との間に電流センサを備え、電流制限が超過されたときに前記相における故障を前記コントローラに信号伝達するように前記電流センサが構成されている、態様15に記載のロボットアーム。
[態様17]
各モータ駆動回路が、パルス幅変調(PWM)モードでそのそれぞれのモータ巻線を駆動するように構成されており、前記モータ駆動回路が、前記PWM信号を駆動するためのハイサイドトランジスタおよびローサイドトランジスタを備え、
前記モータは、前記多相モータの各相に対して、前記ハイサイドトランジスタおよびローサイドトランジスタが前記PWM信号を生成するために動作していることを検出するための回路をさらに備え、前記回路は、前記PWM信号が生成されない場合に前記相における故障を前記コントローラに信号伝達するように構成されている、態様15または16に記載のロボットアーム。
[態様18]
前記回路が、前記PWM信号の高パルス中に前記巻線に供給される前記電圧を高閾値と比較するように構成された第1のコンパレータと、前記PWM信号の低パルス中に前記巻線に供給される前記電圧を低閾値と比較するように構成された第2のコンパレータと、を備え、前記回路は、前記巻線に供給される前記電圧が前記高閾値を下回るか、または前記低閾値を上回る場合、故障を前記コントローラに信号伝達するように構成されている、態様17に記載のロボットアーム。
[態様19]
各モータ駆動回路の前記ハイサイドトランジスタおよびローサイドトランジスタが、直列に接続され、各モータ駆動回路が、前記ハイサイドおよびローサイドトランジスタと並列に接続されたコンデンサをさらに備える、態様17または18に記載のロボットアーム。
[態様20]
前記ジョイントは、前記第2のリンクが前記第1のリンクに対して軸を中心として回転することを可能にし、前記制動電流が、前記ロボットアームの現在の構成に対して前記ジョイントの回転位置を係止するように、前記ジョイントに固定トルクを提供するものである、態様1~19のいずれか一項に記載のロボットアーム。
[態様21]
前記制動電流が、前記固定トルクを提供する前に、前記ジョイントの動きを停止するために前記ジョイントに初期トルクを提供するものである、態様20に記載のロボットアーム。
Applicant hereby acknowledges that each individual feature described herein and any combination of two or more such features, whether such features or combinations are in the light of the general knowledge common to those skilled in the art. , regardless of whether such feature or combination of features solves any problem disclosed herein and limits the scope of the claims to the extent that can be done based on this specification as a whole. Disclose separately without doing so. The applicant indicates that aspects of the invention may consist of any such individual features or combinations of features. In view of the foregoing description, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made within the scope of the invention.
Note that the present invention includes the following contents as embodiments.
[Aspect 1]
A robot arm,
a first link connected to a second link by a joint, the first link allowing the second link to move relative to the first link;
a motor for driving the joint;
a controller for controlling the motor, the controller controlling the robot arm only when the joint is in a configuration such that the robot arm will droop under gravity if the joint is not actively driven; a controller configured to electrically brake the motor by applying a braking current to the motor to maintain a position of the joint relative to gravity in response to detecting a fault; A robot arm equipped with .
[Aspect 2]
The motor is a polyphase motor, and the polyphase motor includes, for each phase of the polyphase motor,
motor winding;
a motor drive circuit for applying a drive signal to the motor windings;
The robot arm according to aspect 1, comprising a load switch for connecting a power source to the motor drive circuit.
[Aspect 3]
the multi-phase motor comprises three phases, and the controller is configured to apply a braking current to all three phases of the motor in response to detecting the failure of the robot arm; The robot arm according to aspect 2.
[Aspect 4]
The controller, in response to the detection of the failure of the robot arm, adjusts the voltage from the first phase of the first pair to the first phase of the first pair only during the first pair of phases of the motors. The robot arm according to aspect 2 or 3, wherein the robot arm is configured to apply a braking current up to two phases.
[Aspect 5]
In response to continuing to detect a failure of the robot arm, the controller, subsequent to applying the braking current according to aspect 4, applies the braking current only during a second pair of phases of the motor. 5. The robot arm according to aspect 4, wherein the robot arm is configured to apply a braking current from the first phase of the two pairs to the second phase of the second pair.
[Aspect 6]
In response to continuing to detect a failure of the robot arm, the controller, subsequent to applying the braking current according to
[Aspect 7]
In response to the controller continuing to detect a failure of the robot arm subsequent to applying the braking current according to aspect 6, only during the first pair of phases of the motor; 7. The robot arm of aspect 6, wherein the robot arm is configured to apply a braking current from the second phase of the first pair to the first phase of the first pair.
[Aspect 8]
In response to the controller continuing to detect a failure of the robot arm subsequent to applying the braking current according to aspect 7, only during the second pair of phases of the motor; 8. The robot arm of aspect 7, wherein the robot arm is configured to apply a braking current from the second phase of the second pair to the first phase of the second pair.
[Aspect 9]
In response to the controller continuing to detect a failure of the robot arm subsequent to applying the braking current according to aspect 8, only during the third pair of phases of the motor; 9. The robot arm of aspect 8, wherein the robot arm is configured to apply a braking current from the second phase of the third pair to the first phase of the third pair.
[Aspect 10]
The failure is a loss of power, and the controller electrically energizes the motor in response to detecting the loss of power by connecting the braking current to the motor from a primary power source external to the robot arm. The robot arm according to any one of aspects 1 to 9, configured to brake.
[Aspect 11]
The failure is a loss of power, and the controller electrically energizes the motor in response to detecting the loss of power by connecting the braking current to the motor from a backup power source external to the robot arm. The robot arm according to any one of aspects 1 to 10, wherein the robot arm is configured to brake.
[Aspect 12]
11. The robotic arm of aspect 10, wherein the robotic arm is mounted on a cart and the backup power source is a rechargeable battery contained within the cart.
[Aspect 13]
a further backup connected to the motor independently of the primary power source and backup power source in response to the controller continuing to detect a loss of power subsequent to applying a braking current according to aspect 11; 13. A robot arm according to aspect 11 or 12, configured to connect the braking current to the motor from a power source.
[Aspect 14]
14. The robotic arm of aspect 13, wherein the further backup power source is a non-rechargeable battery capable of providing only sufficient power to maintain the position of the joint relative to gravity for less than 5 minutes.
[Aspect 15]
In response to detecting a failure in a single phase of the polyphase motor, the controller:
opening the load switch of the single phase so as to isolate the motor winding of the single phase from the motor;
15. The robot arm according to aspect 2 or any one of aspects 3 to 14 when dependent on aspect 2, wherein the robot arm is configured to apply a braking current to the other phase of the motor.
[Aspect 16]
the motor comprises a current sensor between the load switch and the motor drive circuit for each phase of the multiphase motor, signaling a fault in the phase to the controller when a current limit is exceeded; 16. The robotic arm of aspect 15, wherein the current sensor is configured to.
[Aspect 17]
Each motor drive circuit is configured to drive its respective motor winding in a pulse width modulation (PWM) mode, the motor drive circuit comprising a high-side transistor and a low-side transistor for driving the PWM signal. Equipped with
The motor further includes a circuit for detecting that the high-side transistor and the low-side transistor are operating to generate the PWM signal for each phase of the multi-phase motor, the circuit comprising: 17. A robotic arm according to aspect 15 or 16, configured to signal a failure in the phase to the controller if the PWM signal is not generated.
[Aspect 18]
a first comparator configured to compare the voltage applied to the winding during high pulses of the PWM signal to a high threshold; and a first comparator configured to compare the voltage applied to the winding during low pulses of the PWM signal; a second comparator configured to compare the voltage applied to the winding with a lower threshold; the circuit is configured to compare the voltage applied to the winding with a lower threshold; 18. The robot arm of aspect 17, wherein the robot arm is configured to signal a failure to the controller if .
[Aspect 19]
The robot according to aspect 17 or 18, wherein the high-side transistor and low-side transistor of each motor drive circuit are connected in series, and each motor drive circuit further includes a capacitor connected in parallel with the high-side and low-side transistors. arm.
[Aspect 20]
The joint allows the second link to rotate about an axis relative to the first link, and the braking current changes the rotational position of the joint relative to the current configuration of the robot arm. 20. A robot arm according to any one of the preceding aspects, wherein the robot arm is adapted to provide a locking torque to the joint so as to lock it.
[Aspect 21]
21. The robotic arm of aspect 20, wherein the braking current provides an initial torque to the joint to stop movement of the joint before providing the locking torque.
Claims (13)
ジョイントによって第2のリンクに接続された第1のリンクであって、前記第2のリンクが前記第1のリンクに対して動くことを前記ジョイントが可能にする、第1のリンクと、
前記ジョイントを駆動するためのモータと、
前記モータを制御するためのコントローラであって、前記コントローラは、前記ジョイントが能動的に駆動されない場合に前記ロボットアームが重力下で垂れ下がることになる構成に前記ジョイントがある場合のみ、前記ロボットアームの故障の検出に応答して、重力に対して前記ジョイントの位置を維持するように、前記モータに制動電流を印加することによって、前記モータを電気的に制動するように構成されている、コントローラと、を備え、
前記モータが、多相モータであり、前記多相モータが、前記多相モータの各相に対して、
モータ巻線と、
前記モータ巻線に駆動信号を印加するためのモータ駆動回路と、
前記モータ駆動回路に電源を接続するための負荷スイッチと、を備え、
前記多相モータの単相における故障の検出に応答して、前記コントローラが、
その単相の前記モータ巻線を前記モータから絶縁するように、その単相の前記負荷スイッチを開くことと、
前記モータの他の相に制動電流を印加することと、を行うように構成されている、ロボットアーム。 A robot arm,
a first link connected to a second link by a joint, the first link allowing the second link to move relative to the first link;
a motor for driving the joint;
a controller for controlling the motor, the controller controlling the robot arm only when the joint is in a configuration such that the robot arm will droop under gravity if the joint is not actively driven; a controller configured to electrically brake the motor by applying a braking current to the motor to maintain a position of the joint relative to gravity in response to detecting a fault; , comprising ;
The motor is a polyphase motor, and the polyphase motor includes, for each phase of the polyphase motor,
motor winding;
a motor drive circuit for applying a drive signal to the motor windings;
a load switch for connecting a power source to the motor drive circuit;
In response to detecting a failure in a single phase of the polyphase motor, the controller:
opening the load switch of the single phase so as to isolate the motor winding of the single phase from the motor;
and applying a braking current to another phase of the motor .
前記モータは、前記多相モータの各相に対して、前記ハイサイドトランジスタおよびローサイドトランジスタが前記PWM信号を生成するために動作していることを検出するための回路をさらに備え、前記回路は、前記PWM信号が生成されない場合に前記相における故障を前記コントローラに信号伝達するように構成されている、請求項1~11のいずれか一項に記載のロボットアーム。 Each motor drive circuit is configured to drive its respective motor winding in a pulse width modulation (PWM) mode, the motor drive circuit comprising a high-side transistor and a low-side transistor for driving the PWM signal. Equipped with
The motor further includes a circuit for detecting that the high-side transistor and the low-side transistor are operating to generate the PWM signal for each phase of the multi-phase motor, the circuit comprising: A robot arm according to any preceding claim, configured to signal a fault in the phase to the controller if the PWM signal is not generated.
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